CN105743552A - 一种mimo反馈基站、终端、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种MIMO反馈基站、终端、系统及方法。该方法包括:基站与终端交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;接收终端利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行的量化反馈。因此,降低了MIMO反馈实现上的复杂度,提高了实现上的灵活性,解决了大规模天线应用中量化反馈的问题。
Description
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域,尤其涉及一种MIMO反馈基站、终端、系统及方法。
背景技术
多天线空间资源的多输入多输出(MIMO)技术,由于其在无线通信传输的可靠性和速率提升上的巨大潜力,已经成为了如3GPPLTE-A等主流无线通信标准的核心技术。在不显著增加用户移动终端设备复杂度的限制下,如何充分利用空间维度的资源,是当前学术界和工业界共同的研究热点。一般来说,为了使得下行发送的数据流匹配到空间信道特性较好的方向,在数据传输前用户终端(UE)需要将信道状态信息(CSI)反馈给基站(eNB),以用于对即将发送的数据做预处理,即预编码。此外,反馈的CSI还可用于eNB的其他发送信号处理中,包括UE调度以及编码调制方式的选择等。
在实际系统中,由于上行带宽的限制和信令传输延时的要求,在CSI反馈时UE需要首先将CSI进行量化,然后将量化后的若干比特通过反馈信道反馈给eNB。如何合理高效的进行CSI量化和反馈将直接影响MIMO通信系统的性能。
针对MIMO信道,目前LTE中采用基于码本(codebook)的CSI反馈方法,即利用预定义的码本对MIMIO信道进行量化,并将量化结果(码字codeword对应的序号)进行反馈。例如,一个码本包含若干码字,收发端都已知码本为[cw1,cw2,...,cwn],其中码字可以是一个向量也可以是矩阵。UE估计信道后,会从既有码本中选择最能和当前信道匹配的码字,然后将其序号反馈给eNB。这里最能匹配可以有多种准则,由UE实现算法决定,比如,H*cw的范数值最大。
目前LTE中已定义了三种codebook,分别支持2/4/8根发送天线。
以4发送天线时采用的codebook为例:
当秩(rank)为1时的codebook包含16个4x1的向量,其对应为矩阵的第一列,其中un如下表所示。
近年来随着互联网产业的飞速发展,数据需求的进一步激增给无线接入网络带来巨大的挑战。为了能够更加高效地利用带宽资源,大幅度提升频谱效率,大规模天线(MassiveMIMO)技术成为提升网络频谱效率最具潜力的第五代移动通信(5G)关键技术之一。目前的LTE/LTE-A系统最多支持8根发送天线,当采用MassiveMIMO后系统天线数目将更大且多样,比如可以支持16至128,256甚至更多天线数。
Codebook的设计是一直是LTE系统的一个难点,在MassiveMIMO中针对不同的天线数目,逐个去设计codebook并基于此进行反馈的方法将过于复杂和不切实际,需要研究一种不依赖于天线数codebook设计的统一的MIMO反馈方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是大规模MIMO技术中针对不同的天线数目,逐个设计码本并基于此进行反馈过于复杂和不切实际。
根据本发明一方面,提出一种MIMO反馈基站,包括:
分组信息交互模块,用于与终端交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本(codebook)支持天线数目对应;
量化信息接收模块,用于接收终端利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息(CSI)进行的量化反馈。
进一步,所述分组信息交互模块用于对发送天线进行分组,并将分组信息通知给终端,或者用于接收终端对发送天线进行分组的分组信息。
进一步,分组信息交互模块用于在天线序号(index)连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与终端交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者用于在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与终端交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
进一步,所述分组信息交互模块用于与终端交互同样的分组信息,或者,对于不同终端的分组信息不同,则分别与终端交互分组信息。
进一步,所述量化信息接收模块用于接收终端根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间量化反馈的结果。
进一步,所述量化信息接收模块用于接收终端根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行量化反馈的结果。
进一步,所述量化信息接收模块所接收的子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
进一步,所述每个子组内的天线极化方向相同。
进一步,每个子组内天线数目NSG-size为2、4或8。
根据本发明的另一方面,还提出一种MIMO反馈终端,包括:
分组信息交互单元,用于与基站交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
量化信息反馈单元,用于利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息量化反馈给基站。
进一步,所述分组信息交互单元用于对发送天线进行分组,并将分组信息通知给基站,或者用于接收基站对发送天线进行分组的分组信息。
进一步,分组信息交互单元用于在天线序号连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与基站交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者用于在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与基站交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
进一步,所述量化信息反馈单元用于根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间量化结果。
进一步,所述量化信息反馈单元用于根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行量化,将量化结果反馈给基站。
进一步所述量化信息反馈单元的子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
进一步,所述每个子组内的天线极化方向相同。
进一步,每个子组内天线数目NSG-size为2、4或8。
根据本发明的另一方面,还提出一种MIMO反馈系统,包括所述的MIMO反馈基站和所述的MIMO反馈终端。
根据本发明的另一方面,还提出一种MIMO反馈方法,包括:
基站与终端交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
接收终端利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行的量化反馈。
进一步,对发送天线进行分组,并将分组信息通知给终端,或者接收终端对发送天线进行分组的分组信息。
进一步,在天线序号连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与终端交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与终端交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
进一步,与终端交互同样的分组信息,或者,对于不同终端的分组信息不同,则分别与终端交互分组信息。
进一步,根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间量化结果。
进一步,接收终端根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行的量化反馈。
进一步,子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
进一步,所述每个子组内的天线极化方向相同。
进一步,每个子组内天线数目NSG-size为2、4或8。
根据本发明的另一方面,还提出一种MIMO反馈方法,包括:
终端与基站交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息量化反馈给基站。
进一步,对发送天线进行分组,并将分组信息通知给基站,或者接收基站对发送天线进行分组的分组信息。
进一步,在天线序号连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与基站交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与基站交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
进一步,根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间量化结果。
进一步,根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行量化,将量化结果反馈给基站。
进一步,子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
进一步,所述每个子组内的天线极化方向相同。
进一步,每个子组内天线数目NSG-size为2、4或8。
与现有技术相比,本发明针对发送天线进行分组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应,并且,终端可以利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行量化反馈。因此,降低了MIMO反馈实现上的复杂度,提高了实现上的灵活性,解决了大规模天线应用中量化反馈的问题。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例,并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本发明,其中:
图1为本发明一种MIMO反馈基站的一个实施例的结构图。
图2为本发明一种MIMO反馈终端的一个实施例的结构图。
图3为本发明一种MIMO反馈系统的一个实施例的结构图。
图4为本发明一种MIMO反馈方法的一个实施例的流程示意图。
图5为本发明一种MIMO反馈方法的另一个实施例的流程示意图。
图6为本发明一种MIMO反馈方法的具体实施例的天线排列图。
图7为本发明一种MIMO反馈方法的具体实施例的天线分组图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
图1为本发明一种MIMO反馈基站的一个实施例的结构图。包括分组信息交互模块110和量化信息接收模块120。其中:
分组信息交互模块110,用于与终端交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
量化信息接收模块120,用于接收终端利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行的量化反馈。
在本发明的实施例中,针对发送天线进行分组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应,并且,终端可以利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行量化反馈。因此,降低了MIMO反馈实现上的复杂度,提高了实现上的灵活性,解决了大规模天线应用中量化反馈的问题。
本发明的另一个实施例,所述分组信息交互模块110用于对发送天线进行分组,并将分组信息通知给终端,或者用于接收终端对发送天线进行分组的分组信息。
例如,针对不同终端采用相同分组方式时,基站通过系统信息块(SIB)将分组信息通知给终端,此时系统开销小。
当不同终端采用不同分组方式时,基站通过无线资源控制(RRC)单独向每个终端通知分组信息,此时,不同终端采用不同的分组方式,通知方式灵活。
终端也可以对天线进行分组,进行反馈时,需要将分组信息通知给基站。
本发明的另一个实施例,分组信息交互模块110用于在天线序号连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与终端交互的分组信息包括发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者用于在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与终端交互的分组信息包括发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
其中,每个子组内天线数目NSG-size可以为2、4或8。当所述每个子组内的天线极化方向相同时,与不同极化相比,同一极化天线间信道相关性更高,用现有码本进行量化时精度更高。
在本发明的实施例中,天线序号连续或间隔相等且进行均匀分组时,可以交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size,减少了信令开销。若每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,则交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
本发明的另一个实施例,量化信息接收模块120,用于接收终端利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行的量化反馈。实施方式如下:
第一实施例
量化信息接收模块120用于接收终端利用已有码本针对各子组内的信道状态信息进行的量化反馈。例如,子组内包含8根天线,终端为1根天线,则信道状态信息hi为1*8的向量,利用现有码本技术将hi量化为wi,wi为8*1的向量,其中,终端在选择wi时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|hiwi|的模最大。
基站针对子组内信道状态信息进行重构时,其重构的信道状态信息为
第二实施例
所述量化信息接收模块120用于接收终端根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间的量化反馈。
例如,基站有16根发送天线,分为两组,每组发送天线数目为8,则信道H=[h0,h1],其中,h0和h1为1*8的向量,H为1*16的向量,首先进行子组内信道状态信息量化,h0和h1分别量化为w0和w1,w0和w1为8*1的向量,再进行子组间的量化,此时等效信道为1*2的向量[h0w0,h1w1],采用2发天线码本进行量化为v。终端在选择v时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|[h0w0,h1w1]v|的模最大。子组间反馈的信息描述了子组间信道的相对关系,可以提升反馈精度。
基站针对子组间信道状态信息进行重构时,其重构的信道状态信息为
该实施例是反馈子组内和/或子组间天线的信道状态信息的量化结果。当然,本领域技术人员应该可以理解,还可以只反馈子组间天线的信道状态信息的量化结果。
第三实施例
所述量化信息接收模块120用于接收终端根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行的量化反馈。
例如,终端针对各子组内信道状态信息h1对应的信号强度|hi|进行比较,选取最强的若干信道状态信息或强度大于门限值的若干信道状态信息按照第一实施例中的方法进行量化反馈。
此时,可以反馈或者不反馈子组间的信道状态信息。
若天线子组0,…,n被选择进行量化反馈,当反馈子组间信道状态信息时,信道状态信息被重构为当不反馈子组间信道状态信息时,信道状态信息被重构为
第四实施例
所述量化信息接收模块120所接收的子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
例如,为了提高有限反馈的有效性,可以考虑子组内信道状态信息与子组间信道状态信息采用不同的反馈粒度。比如,子组内信道状态信息对应同一极化天线内的信道信息,其相关性较强,可以采用更长的反馈周期。目前LTE系统支持的反馈周期可以是2ms,4ms…,当然现有方法采用时所有天线同时反馈,没有子组内和子组间的概念。采用天线分组时,要求子组内采用同极化,这样在量化反馈时子组内的量化结果比子组间的量化结果要精确,从而前者可以采用更长的反馈周期。
基站对信道状态信息进行重构时,则选择最接近重构时刻的反馈信息按照第一实施例或第二实施例的方法进行重构。
图2为本发明一种MIMO反馈终端的一个实施例的结构图。包括:分组信息交互单元210,量化信息反馈单元220。其中,
分组信息交互单元210,用于与基站交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
量化信息反馈单元220,用于利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息量化反馈给基站。
在本发明的实施例中,针对发送天线进行分组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应,并且,终端可以利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行量化反馈。因此,降低了MIMO反馈实现上的复杂度,提高了实现上的灵活性,解决了大规模天线应用中量化反馈的问题。
本发明的另一个实施例,所述分组信息交互单元210用于对发送天线进行分组,并将分组信息通知给基站,或者用于接收基站对发送天线进行分组的分组信息。
例如,针对不同终端采用相同分组方式时,终端接收基站通过系统信息块进行通知的分组信息,此时系统开销小。
当不同终端采用不同分组方式时,终端接收基站通过无线资源控制单独向每个终端通知的分组信息,此时,不同终端采用不同的分组方式,通知方式灵活。
终端也可以对天线进行分组,进行反馈时,需要将分组信息通知给基站。
本发明的另一个实施例,分组信息交互单元210用于在天线序号连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与基站交互的分组信息包括发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者用于在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与基站交互的分组信息包括发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
其中,每个子组内天线数目NSG-size可以为2、4或8。当所述每个子组内的天线极化方向相同时,与不同极化相比,同一极化天线间信道相关性更高,用现有码本进行量化时精度更高。
在本发明的实施例中,天线序号连续或间隔相等且进行均匀分组时,可以交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size,减少了信令开销。若每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,则交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
本发明的另一个实施例,量化信息反馈单元220,用于利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息量化反馈给基站。实施方式如下:
第一实施例
量化信息反馈单元220用于利用已有码本针对各子组内的信道状态信息量化反馈给基站。例如,子组内包含8根天线,终端为1根天线,则信道状态信息hi为1*8的向量,利用现有码本技术将hi量化为wi,wi为8*1的向量,其中,终端在选择wi时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|hiwi|的模最大。
基站针对子组内信道状态信息进行重构时,其重构的信道状态信息为
第二实施例
所述量化信息反馈单元220用于根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间量化结果。
例如,基站有16根发送天线,分为两组,每组发送天线数目为8,则信道H=[h0,h1],其中,h0和h1为1*8的向量,H为1*16的向量,首先进行子组内信道状态信息量化,h0和h1分别量化为w0和w1,w0和w1为8*1的向量,再进行子组间的量化,此时等效信道为1*2的向量[h0w0,h1w1],采用2发天线码本进行量化为v。终端在选择v时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|[h0w0,h1w1]v|的模最大。子组间反馈的信息描述了子组间信道的相对关系,可以提升反馈精度。
基站针对子组间信道状态信息进行重构时,其重构的信道状态信息为
该实施例是反馈子组内和/或子组间天线的信道状态信息的量化结果。当然,本领域技术人员应该可以理解,还可以只反馈子组间天线的信道状态信息的量化结果。
第三实施例
所述量化信息反馈单元220用于根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息量化反馈给基站。
例如,终端针对各子组内信道状态信息h1对应的信号强度|hi|进行比较,选取最强的若干信道状态信息或强度大于门限值的若干信道状态信息按照第一实施例中的方法进行量化反馈。
此时,可以反馈或者不反馈子组间的信道状态信息。
若天线子组0,…,n被选择进行量化反馈,当反馈子组间信道状态信息时,信道状态信息被重构为当不反馈子组间信道状态信息时,信道状态信息被重构为
第四实施例
所述量化信息反馈单元220的子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
例如,为了提高有限反馈的有效性,可以考虑子组内信道状态信息与子组间信道状态信息采用不同的反馈粒度。比如,子组内信道状态信息对应同一极化天线内的信道信息,其相关性较强,可以采用更长的反馈周期。目前LTE系统支持的反馈周期可以是2ms,4ms…,当然现有方法采用时所有天线同时反馈,没有子组内和子组间的概念。采用天线分组时,要求子组内采用同极化,这样在量化反馈时子组内的量化结果比子组间的量化结果要精确,从而前者可以采用更长的反馈周期。
基站对信道状态信息进行重构时,则选择最接近重构时刻的反馈信息按照第一实施例或第二实施例的方法进行重构。
图3为一种MIMO反馈系统的一个实施例的结构图,包括所述的MIMO反馈基站和所述的MIMO反馈终端。
在本发明的实施例中,针对发送天线进行分组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应,并且,终端可以利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行量化反馈。因此,降低了MIMO反馈实现上的复杂度,提高了实现上的灵活性,解决了大规模天线应用中量化反馈的问题。
图4为一种MIMO反馈方法的一个实施例的流程示意图。包括以下步骤:
在步骤410,基站与终端交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
在步骤420,接收终端利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行的量化反馈。
在本发明的实施例中,针对发送天线进行分组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应,并且,终端可以利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行量化反馈。因此,降低了MIMO反馈实现上的复杂度,提高了实现上的灵活性,解决了大规模天线应用中量化反馈的问题。
本发明的另一个实施例,在步骤410,对发送天线进行分组,并将分组信息通知给终端,或者接收终端对发送天线进行分组的分组信息。
例如,针对不同终端采用相同分组方式时,基站通过系统信息块将分组信息通知给终端,此时系统开销小。
当不同终端采用不同分组方式时,基站通过无线资源控制单独向每个终端通知分组信息,此时,不同终端采用不同的分组方式,通知方式灵活。
终端也可以对天线进行分组,进行反馈时,需要将分组信息通知给基站。
本发明的另一个实施例,在步骤410,在天线序号(index)连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与终端交互的分组信息包括发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与终端交互的分组信息包括发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
其中,每个子组内天线数目NSG-size可以为2、4或8。当所述每个子组内的天线极化方向相同时,与不同极化相比,同一极化天线间信道相关性更高,用现有码本进行量化时精度更高。
在本发明的实施例中,天线序号连续或间隔相等且进行均匀分组时,可以交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size,减少了信令开销。若每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,则交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
本发明的另一个实施例,在步骤420,接收终端利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行的量化反馈。实施方式如下:
第一实施例
基站接收终端利用已有码本针对各子组内的信道状态信息进行的量化反馈。例如,子组内包含8根天线,终端为1根天线,则信道状态信息hi为1*8的向量,利用现有码本技术将hi量化为wi,wi为8*1的向量,其中,终端在选择wi时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|hiwi|的模最大。
基站针对子组内信道状态信息进行重构时,其重构的信道状态信息为
第二实施例
基站接收终端根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间的量化反馈。
例如,基站有16根发送天线,分为两组,每组发送天线数目为8,则信道H=[h0,h1],其中,h0和h1为1*8的向量,H为1*16的向量,首先进行子组内信道状态信息量化,h0和h1分别量化为w0和w1,w0和w1为8*1的向量,再进行子组间的量化,此时等效信道为1*2的向量[h0w0,h1w1],采用2发天线码本进行量化为v。终端在选择v时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|[h0w0,h1w1]v|的模最大。子组间反馈的信息描述了子组间信道的相对关系,可以提升反馈精度。
基站针对子组间信道状态信息进行重构时,其重构的信道状态信息为
该实施例是反馈子组内和/或子组间天线的信道状态信息的量化结果。当然,本领域技术人员应该可以理解,还可以只反馈子组间天线的信道状态信息的量化结果。
第三实施例
基站接收终端根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行的量化反馈。
例如,终端针对各子组内信道状态信息h1对应的信号强度|hi|进行比较,选取最强的若干信道状态信息或强度大于门限值的若干信道状态信息按照第一实施例中的方法进行量化反馈。
此时,可以反馈或者不反馈子组间的信道状态信息。
若天线子组0,…,n被选择进行量化反馈,当反馈子组间信道状态信息时,信道状态信息被重构为当不反馈子组间信道状态信息时,信道状态信息被重构为
第四实施例
基站所接收的子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
例如,为了提高有限反馈的有效性,可以考虑子组内信道状态信息与子组间信道状态信息采用不同的反馈粒度。比如,子组内信道状态信息对应同一极化天线内的信道信息,其相关性较强,可以采用更长的反馈周期。目前LTE系统支持的反馈周期可以是2ms,4ms…,当然现有方法采用时所有天线同时反馈,没有子组内和子组间的概念。采用天线分组时,要求子组内采用同极化,这样在量化反馈时子组内的量化结果比子组间的量化结果要精确,从而前者可以采用更长的反馈周期。
基站对信道状态信息进行重构时,则选择最接近重构时刻的反馈信息按照第一实施例或第二实施例的方法进行重构。
图5为本发明一种MIMO反馈方法的另一个实施例的流程示意图。包括以下步骤:
在步骤510,终端与基站交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
在步骤520,利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息量化反馈给基站。
在本发明的实施例中,针对发送天线进行分组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应,并且,终端可以利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行量化反馈。因此,降低了MIMO反馈实现上的复杂度,提高了实现上的灵活性,解决了大规模天线应用中量化反馈的问题。
本发明的另一个实施例,在步骤510,对发送天线进行分组,并将分组信息通知给基站,或者用于接收基站对发送天线进行分组的分组信息。
例如,针对不同终端采用相同分组方式时,终端接收基站通过系统信息块进行通知的分组信息,此时系统开销小。
当不同终端采用不同分组方式时,终端接收基站通过无线资源控制单独向每个终端通知的分组信息,此时,不同终端采用不同的分组方式,通知方式灵活。
终端也可以对天线进行分组,进行反馈时,需要将分组信息通知给基站。
本发明的另一个实施例,在步骤510,在天线序号连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与基站交互的分组信息发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与基站交互的分组信息包括发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
其中,每个子组内天线数目NSG-size可以为2、4或8。当所述每个子组内的天线极化方向相同时,与不同极化相比,同一极化天线间信道相关性更高,用现有码本进行量化时精度更高。
在本发明的实施例中,天线序号连续或间隔相等且进行均匀分组时,可以交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size,减少了信令开销。若每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,则交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
本发明的另一个实施例,在步骤520,利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息量化反馈给基站。实施方式如下:
第一实施例
终端利用已有码本针对各子组内的信道状态信息量化反馈给基站。例如,子组内包含8根天线,终端为1根天线,则信道状态信息hi为1*8的向量,利用现有码本技术将hi量化为wi,wi为8*1的向量,其中,终端在选择wi时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|hiwi|的模最大。
基站针对子组内信道状态信息进行重构时,其重构的信道状态信息为
第二实施例
终端根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间量化结果。
例如,基站有16根发送天线,分为两组,每组发送天线数目为8,则信道H=[h0,h1],其中,h0和h1为1*8的向量,H为1*16的向量,首先进行子组内信道状态信息量化,h0和h1分别量化为w0和w1,w0和w1为8*1的向量,再进行子组间的量化,此时等效信道为1*2的向量[h0w0,h1w1],采用2发天线码本进行量化为v。终端在选择v时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|[h0w0,h1w1]v|的模最大。子组间反馈的信息描述了子组间信道的相对关系,可以提升反馈精度。
基站针对子组间信道状态信息进行重构时,其重构的信道状态信息为
该实施例是反馈子组内和/或子组间天线的信道状态信息的量化结果。当然,本领域技术人员应该可以理解,还可以只反馈子组间天线的信道状态信息的量化结果。
第三实施例
终端根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息量化反馈给基站。
例如,终端针对各子组内信道状态信息h1对应的信号强度|hi|进行比较,选取最强的若干信道状态信息或强度大于门限值的若干信道状态信息按照第一实施例中的方法进行量化反馈。
此时,可以反馈或者不反馈子组间的信道状态信息。
若天线子组0,…,n被选择进行量化反馈,当反馈子组间信道状态信息时,信道状态信息被重构为当不反馈子组间信道状态信息时,信道状态信息被重构为
第四实施例
子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
例如,为了提高有限反馈的有效性,可以考虑子组内信道状态信息与子组间信道状态信息采用不同的反馈粒度。比如,子组内信道状态信息对应同一极化天线内的信道信息,其相关性较强,可以采用更长的反馈周期。目前LTE系统支持的反馈周期可以是2ms,4ms…,当然现有方法采用时所有天线同时反馈,没有子组内和子组间的概念。采用天线分组时,要求子组内采用同极化,这样在量化反馈时子组内的量化结果比子组间的量化结果要精确,从而前者可以采用更长的反馈周期。
基站对信道状态信息进行重构时,则选择最接近重构时刻的反馈信息按照第一实施例或第二实施例的方法进行重构。
下面以64根发送天线数为例对MIMO反馈方法进行说明。其天线排列如图6所示。其中包含两个极化方向,所有黑色实体颜色的天线标识同一极化方向,所有标有斜线阴影的天线标识为另一极化方向。同时,假设终端有一个接收天线,则总信道H为1*64的向量。
基站将64根发送天线均匀分为8个组,每个子组含有8根发送天线,即NSG-size=8且NSG-num=8。每个子组内的天线极化方向相同。发送天线分组后的结果如图7所示。此时,每个子组信道状态信息hi为1*8的向量,总信道H=[h0,h1,...,h7]。基站将天线分组的参数通知给终端。
终端利用现有码本技术将hi量化为wi,wi为8*1的向量,其中,终端在选择wi时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|hiwi|的模最大。
或者,终端利用现有码本技术对子组间信道状态信息进行量化,即首先将hi量化为wi后,再进行子组间的量化,此时等效信道为1*8的向量[h0w0,h1w1,...,h7w7],采用8发天线码本进行量化为v。终端在选择v时,会从码本中遍历所有码字,选择某个码字使得|[h0w0,h1w1,...h7w7]v|的模最大。子组间反馈的信息描述了子组间信道的相对关系,提升反馈精度。
或者,终端针对各子组内信道状态信息h1对应的信号强度|hi|进行比较,选取最强的若干信道状态信息或强度大于门限值的若干信道状态信息按照第一实施例中的方法进行量化反馈。
此时,可以反馈或者不反馈子组间的信道状态信息。
或者,为了提高有限反馈的有效性,可以考虑子组内信道状态信息与子组间信道状态信息采用不同的反馈粒度。比如,子组内信道状态信息对应同一极化天线内的信道信息,其相关性较强,可以采用更长的反馈周期。例如,子组内的反馈周期是子组间的反馈周期的2倍。
至此,已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思,没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述,完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如,可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明,本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序,除非以其它方式特别说明。此外,在一些实施例中,还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序,这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而,本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (35)
1.一种MIMO反馈基站,包括:
分组信息交互模块,用于与终端交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本(codebook)支持天线数目对应;
量化信息接收模块,用于接收终端利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息(CSI)进行的量化反馈。
2.根据权利要求1所述的MIMO反馈基站,包括:
所述分组信息交互模块用于对发送天线进行分组,并将分组信息通知给终端,或者用于接收终端对发送天线进行分组的分组信息。
3.根据权利要求1或2所述的MIMO反馈基站,包括:
分组信息交互模块用于在天线序号(index)连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与终端交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者用于在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与终端交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
4.根据权利要求1至3任一所述的MIMO反馈基站,包括:
所述分组信息交互模块用于与终端交互同样的分组信息,或者,对于不同终端的分组信息不同,则分别与终端交互分组信息。
5.根据权利要求1至4任一所述的MIMO反馈基站,包括:
所述量化信息接收模块用于接收终端根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间的量化反馈。
6.根据权利要求1至5任一所述的MIMO反馈基站,包括:
所述量化信息接收模块用于接收终端根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行的量化反馈。
7.根据权利要求1至6任一所述的MIMO反馈基站,包括:
所述量化信息接收模块所接收的子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
8.根据权利要求1至7任一所述的MIMO反馈基站,包括:
所述每个子组内的天线极化方向相同。
9.根据权利要求1至8任一所述的MIMO反馈基站,包括:
每个子组内天线数目NSG-size为2、4或8。
10.一种MIMO反馈终端,包括:
分组信息交互单元,用于与基站交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
量化信息反馈单元,用于利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息量化反馈给基站。
11.根据权利要求10所述的MIMO反馈终端,包括:
所述分组信息交互单元用于对发送天线进行分组,并将分组信息通知给基站,或者用于接收基站对发送天线进行分组的分组信息。
12.根据权利要求10或11所述的MIMO反馈终端,包括:
分组信息交互单元用于在天线序号连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与基站交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者用于在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与基站交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
13.根据权利要求10至12任一所述的MIMO反馈终端,包括:
所述量化信息反馈单元用于根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间量化结果。
14.根据权利要求10至13任一所述的MIMO反馈终端,包括:
所述量化信息反馈单元用于根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行量化,将量化结果反馈给基站。
15.根据权利要求10至14任一所述的MIMO反馈终端,包括:
所述量化信息反馈单元的子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
16.根据权利要求10至15任一所述的MIMO反馈终端,包括:
所述每个子组内的天线极化方向相同。
17.根据权利要求10至16任一所述的MIMO反馈终端,包括:
每个子组内天线数目NSG-size为2、4或8。
18.一种MIMO反馈系统,包括权利要求1至9任一所述的MIMO反馈基站和权利要求10至17任一所述的MIMO反馈终端。
19.一种MIMO反馈方法,包括:
基站与终端交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
接收终端利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息进行的量化反馈。
20.根据权利要求19所述的MIMO反馈方法,包括:
对发送天线进行分组,并将分组信息通知给终端,或者接收终端对发送天线进行分组的分组信息。
21.根据权利要求19或20所述的MIMO反馈方法,包括:
在天线序号连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与终端交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与终端交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
22.根据权利要求19至21任一所述的MIMO反馈方法,包括:
与终端交互同样的分组信息,或者,对于不同终端的分组信息不同,则分别与终端交互分组信息。
23.根据权利要求19至22任一所述的MIMO反馈方法,包括:
根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间量化结果。
24.根据权利要求19至23任一所述的MIMO反馈方法,包括:
接收终端根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行的量化反馈。
25.根据权利要求19至24任一所述的MIMO反馈方法,包括:
子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
26.根据权利要求19至25任一所述的MIMO反馈方法,包括:
所述每个子组内的天线极化方向相同。
27.根据权利要求19至26任一所述的MIMO反馈方法,包括:
每个子组内天线数目NSG-size为2、4或8。
28.一种MIMO反馈方法,包括:
终端与基站交互分组信息,所述分组信息包括发送天线分为NSG-num个子组,且每个子组内含有的发送天线数目NSG-size与已有码本支持天线数目对应;
利用已有码本针对各子组内和/或子组间天线的信道状态信息量化反馈给基站。
29.根据权利要求28所述的MIMO反馈方法,包括:
对发送天线进行分组,并将分组信息通知给基站,或者接收基站对发送天线进行分组的分组信息。
30.根据权利要求28或29所述的MIMO反馈方法,包括:
在天线序号连续或间隔相等,且每个子组内发送天线数目NSG-size相同时,与基站交互发送天线子组数目NSG-num或每个子组内含有的发送天线数目NSG-size;或者在每个子组内发送天线序号不连续或间隔不等时,与基站交互发送天线子组数目NSG-num和每个子组内天线序号。
31.根据权利要求28至30任一所述的MIMO反馈方法,包括:
根据已有码本对天线子组与终端之间的信道状态信息进行量化,得到子组内量化结果;将子组内的信道状态信息与子组内量化结果进行相乘,得到相乘结果,根据已有码本对所述相乘结果进行量化,得到子组间量化结果。
32.根据权利要求28至31任一所述的MIMO反馈方法,包括:
根据大于门限值的信号强度所对应的各子组信道的信道状态信息进行量化,将量化结果反馈给基站。
33.根据权利要求28至32任一所述的MIMO反馈方法,包括:
子组内量化反馈的周期大于子组间量化反馈的周期。
34.根据权利要求28至33任一所述的MIMO反馈方法,包括:
所述每个子组内的天线极化方向相同。
35.根据权利要求28至34任一所述的MIMO反馈方法,包括:
每个子组内天线数目NSG-size为2、4或8。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |